Loi de Coulomb pour l'interaction électrostatique

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• F = k\,|q_A\, q_B|/d^2 avec k 9,0 10^9\ Nm^2C^-2, charges en C, d en m. • Même signe : répulsion ; signes contraires : attraction. • Vectoriellement : F_A/B = k\,q_A\, q_B/d^2\,u_AB, avec u_AB unitaire de A vers B. • Charge élémentaire : e = 1,6 10^-19\ C.

Le cours

Loi de Coulomb pour l'interaction électrostatique Deux corps ponctuels portant les charges électriques q_A et q_B (en coulombs, C), séparés par la distance d, exercent l'un sur l'autre des forces de même droite d'action, de même valeur et de sens opposés : F = k\,|q_A\, q_B|/d^2 k = 1/4_0 9,0 10^9\ Nm^2C^-2 • Charges de même signe (q_A\,q_B > 0) : interaction répulsive. Charges de signes contraires (q_A\,q_B attractive. • Écriture vectorielle : F_A/B = k\,q_A\, q_B/d^2\,u_AB, où u_AB est le vecteur unitaire dirigé de A vers B. Le signe du produit q_A\,q_B donne automatiquement le sens. • Toute charge est un multiple de la charge élémentaire e = 1,6 10^-19\ C : proton +e, électron -e. Méthode de calcul 1. Convertir les charges en coulombs (1\ C = 10^-6\ C, 1\ nC = 10^-9\ C) et la distance en mètres. 2. Calculer la valeur avec les valeurs absolues des charges. 3. Déterminer le sens à part, d'après les signes : attraction ou répulsion. Astuce et méthode clé Calcule d'abord la valeur avec |q_A\,q_B|, puis règle le sens séparément avec la règle des signes : on évite ainsi une « force négative » qui n'a pas de sens pour une valeur. Piège classique à éviter Les charges sont souvent données en C ou en nC : utiliser 2 au lieu de 2 10^-6\ C donne une force 10^6 fois trop grande pour chaque charge mal convertie.

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